CN213574307U - 一种排气管组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于能源动力技术领域，公开了一种排气管组件包括高温集管、高温支管、排气集管和排气支管，高温集管内部设置有互不连通的安装腔和冷却腔，安装腔沿高温集管轴向延伸，冷却腔绕高温集管周向环设于安装腔外，高温集管上设置有与冷却腔连通的出水口；高温支管内部中空，安装于高温集管上，与安装腔连通，高温支管上设置有与冷却腔连通的进水口；排气集管可拆卸的安装于安装腔内，排气集管与安装腔内壁围设形成气体夹层；排气支管安装于高温支管内，并与排气集管连通。本实用新型能有效减少高温排气能量流失，降低高温管系的红外辐射，充分利用高温排气能量，减少高温排气对于环境温度的影响，提升内燃机进气效率，提升内燃机性能。

Description

一种排气管组件

技术领域

本实用新型涉及能源动力技术领域，尤其涉及一种排气管组件。

背景技术

随着内燃机增压技术的发展，内燃机的排气系统表面的温度在不断地提升。高端内燃机在额定负荷或超负荷运行工作时，排气系统内的排气温度可以超过700℃，过高的排气温度影响着内燃机的进气效率、零部件的可靠性以及操作人员的人身安全。目前，传统的隔热方式是通过特殊涂层对排气系统进行隔热包覆，但隔热包覆后的排气系统的表面温度也在200℃左右，隔热效果差，排气集管内的气体能量流失严重，导致涡轮增压器的效率提升受到限制，影响内燃机的工作性能。同时，隔热包覆层厚且使用寿命短，在工作一定时间后易破碎脱落失去隔热作用，影响内燃机的结构紧凑性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种排气管组件，利用冷却腔和气体夹层作为隔热层，隔热效果好，可靠性高，紧凑性高，更换排气集管时拆装方便，延长了排气管组件的使用寿命。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种排气管组件，包括：

高温集管，内部设置有互不连通的安装腔和冷却腔，所述安装腔沿所述高温集管轴向延伸，所述冷却腔绕所述高温集管周向环设于所述安装腔外，所述高温集管上设置有与所述冷却腔连通的出水口；

高温支管，内部中空，安装于所述高温集管上，与所述安装腔连通，所述高温支管上设置有与所述冷却腔连通的进水口；

排气集管，可拆卸的安装于所述安装腔内，所述排气集管与所述安装腔内壁围设形成气体夹层；以及

排气支管，安装于所述高温支管内，并与所述排气集管连通。

进一步地，所述排气集管包括管体和补偿件，多个所述管体同轴设置，所述排气支管与所述管体连通，相邻两个所述管体通过所述补偿件可拆卸连接，所述补偿件抵靠于所述安装腔内壁，使所述管体与所述安装腔内壁围设形成所述气体夹层。

进一步地，所述管体的内径尺寸是所述冷却腔径向厚度尺寸的2.8-4.3倍，是所述气体夹层厚度的5.7-8.6倍。

进一步地，所述补偿件呈环型，其上设置有凹槽，所述凹槽槽口朝向于所述管体的轴线方向，相邻两个所述管体中一个所述管体的端口处设置有环凸，所述环凸卡合于所述凹槽内，另一所述管体外壁与所述补偿件内壁相抵，所述补偿件的外壁抵靠于所述安装腔。

进一步地，所述补偿件上均布有孔隙，所述管体内的部分气体能够通过所述孔隙流入至所述气体夹层中。

进一步地，所述高温集管上还设置有多个与所述冷却腔连通的清洁口。

进一步地，所述清洁口处设置有闷塞，所述闷塞封堵所述清洁口。

进一步地，所述高温集管的端部设置有安装部，通过连接件能够将相邻两个所述高温集管的所述安装部连接。

进一步地，所述高温支管上设置有多个螺纹孔。

进一步地，所述高温支管并排设置有多个，每个所述高温支管中设置有一个所述排气支管。

本实用新型的有益效果：本实用新型的排气管组件的高温集管内设置有互不连通的安装腔和冷却腔，高温支管安装于高温集管上并与安装腔连通，高温支管上设置有进水口，高温集管上设置有出水口，排气集管拆卸安装于安装腔内，并与安装腔内壁形成封闭的气体夹层，排气支管安装于高温支管内，与排气集管连通。工作时，高温气体从排气支管流入至排气集管中，利用高温水和高温气体作为隔热介质，利用冷却腔和气体夹层作为隔热层，避免高温集管内部的热量通过热传递而流失，达到最大限度利用内燃机高温尾气所含能量的目的，可用于内燃机排气系统设计。本实用新型能有效减少高温排气能量流失，降低高温管系的红外辐射，充分利用高温排气能量，减少高温排气对于环境温度的影响，提升内燃机进气效率，提升内燃机性能。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述的排气管组件的结构主视图；

图2是本实用新型实施例所述的排气管组件的结构仰视图；

图3是本实用新型实施例所述的排气管组件的结构左视图；

图4是图2中A-A处的剖视图；

图5是图4中C处的局部放大图；

图6是图2中未安装排气集管和排气支管时的A-A处剖视图；

图7是图3中B-B处的剖视图。

图中：

1、高温集管；11、安装腔；12、冷却腔；13、出水口；14、气体夹层；15、清洁口；

2、高温支管；21、进水口；

3、排气集管；31、管体；32、补偿件；

4、排气支管。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-图7所示，本实用新型提供了一种排气管组件包括：高温集管1、高温支管2、排气集管3和排气支管4，高温集管1内部设置有互不连通的安装腔11和冷却腔12，安装腔11沿高温集管1轴向延伸，冷却腔12绕高温集管1周向环设于安装腔11外，高温集管1上设置有与冷却腔12连通的出水口13；高温支管2内部中空，安装于高温集管1上，与安装腔11连通，高温支管2上设置有与冷却腔12连通的进水口21；排气集管3可拆卸的安装于安装腔11内，排气集管3与安装腔11内壁围设形成气体夹层14；排气支管4安装于高温支管2内，并与排气集管3连通。

在本实施例中，一个高温集管1上设置有两个高温支管2，每个高温支管2上设置有一个进水口21，高温集管1上设置有冷却腔12和出水口13，冷却腔12内的冷却水温度应高于60℃，来自于内燃机高温水冷却循环，排气集管3安装于安装腔11内，且与安装腔11内壁存有间隙，此间隙作为气体夹层14，高温气体从排气支管4流入或流出高温集管1，高温集管1内的高温气体利用冷却腔12和气体夹层14作为隔热层，减少高温排气能量流失，能最大限度的利用内燃机高温尾气所含的能量，减少高温排气对于环境温度的影响，提升内燃机的进气效率和性能。

此外，在本实施例中，高温集管1与高温支管2一体成型，排气集管3可拆卸的安装于高温集管1上，排气支管4也可拆卸的安装于高温支管2上，便于更换和清理排气集管3或排气支管4，排气集管3和排气支管4由耐热合金钢材质制成，能够承受极高的气体温度，由于高温气体主要流经在排气集管3和排气支管4内，对高温集管1和高温支管2的材料的选用可以适当的降低要求，减少生产成本。

具体地，排气集管3包括管体31和补偿件32，多个管体31同轴设置，排气支管4与管体31垂直连通，相邻两个管体31通过补偿件32可拆卸连接，补偿件32抵靠于安装腔11内壁，使管体31与安装腔11内壁围设形成气体夹层14。如图4所示，在本实施例中，每个排气支管4与一个排气集管3垂直连通，补偿件32可拆卸的安装于两个相邻的排气集管3的衔接处，补偿件32锁紧固定两个排气集管3，并抵靠于安装腔11内壁，使安装腔11与排气集管3间形成气体夹层14，气体夹层14内存有高温气体。

更为具体地，管体31的内径尺寸是冷却腔12径向厚度尺寸的2.8-4.3倍，是气体夹层14厚度的5.7-8.6倍。按照上述尺寸设计制造该排气管组件，能使排气管组件隔热效果达到最优。

更为具体地，补偿件32呈环型，其上设置有凹槽，凹槽槽口朝向于管体31的轴线方向，相邻两个管体31中一个管体31的端口处设置有环凸，环凸卡合于凹槽内，另一管体31外壁与补偿件32内壁相抵，补偿件32的外壁抵靠于安装腔11。如图5所示，在本实施例中，补偿件32为金属丝网环，具有一定弹性和扭转裕度，能够补偿温差与机械振动引起的附加应力。

更为具体地，补偿件32上均布有孔隙，管体31内的部分气体能够通过孔隙流入至气体夹层14中。在本实施例中，补偿件32为金属丝网环，其上密布着极小的孔隙，管体31内的小部分高温气体能通过该孔隙流入至气体夹层14中，并在金属丝网环表面逐渐形成积碳层，逐步阻止气体夹层14内的气体流动，进一步地减少换热能量损失。在本实施例中，由于补偿件32为金属丝网环，管体31内的小部分高温气体能通过该补偿件32流入至气体夹层14中，使气体夹层14内的气体保持高温，当金属丝网环表面逐渐形成积碳层后，气体流速逐渐减缓，气体夹层14内部的气体流速几乎为零，隔绝管体31内的高温气体。

具体地，高温集管1上还设置有多个与冷却腔12连通的清洁口15。在本实施例中，高温集管1与高温支管2由铸铁材料一体铸造成型，铸造生产时，清洁口15用于铸造成型后的清洁处理，其具体位置根据具体铸造工艺要求设计。此外，清洁口15也可用于灌入清洁液定期清洗冷却腔12。

更为具体地，清洁口15处设置有闷塞，闷塞封堵清洁口15。在本实施例中，清洁口15上设置有闷塞，闷塞能够承受10bar的压力，从而避免高温排气管组件正常工作时，高温冷却水从冷却腔12中泄漏。

可选择地，高温集管1的端部设置有安装部，通过连接件能够将相邻两个高温集管1的安装部连接。在本实施例中，高温集管1的端部设置有安装部，对于无机械振动的环境可选取法兰作为连接件，对于有机械振动的环境可选取波纹管作为连接件，补偿机械振动引起的附加应力，连接件能够将相邻两个高温集管1的安装部连接，串联多个高温集管1。

可选择地，高温支管2上设置有多个螺纹孔。在本实施例中，每个高温支管2的底部设置有5个螺纹孔，螺栓能够穿过螺纹孔将高温支管2固定至指定位置，减少高温支管2晃动。

可选择地，高温支管2并排设置有多个，每个高温支管2中设置有一个排气支管4。在本实施例中，如图4所示，在本实施例中，一个高温集管1上并排设置有两个高温支管2，每个高温支管2中设置有一个排气支管，除此之外，一个高温集管1上的高温支管2也可并排设置有多个。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种排气管组件，其特征在于，包括：

高温集管(1)，内部设置有互不连通的安装腔(11)和冷却腔(12)，所述安装腔(11)沿所述高温集管(1)轴向延伸，所述冷却腔(12)绕所述高温集管(1)周向环设于所述安装腔(11)外，所述高温集管(1)上设置有与所述冷却腔(12)连通的出水口(13)；

高温支管(2)，内部中空，安装于所述高温集管(1)上，与所述安装腔(11)连通，所述高温支管(2)上设置有与所述冷却腔(12)连通的进水口(21)；

排气集管(3)，可拆卸的安装于所述安装腔(11)内，所述排气集管(3)与所述安装腔(11)内壁围设形成气体夹层(14)；以及

排气支管(4)，安装于所述高温支管(2)内，并与所述排气集管(3)连通。

2.根据权利要求1所述的排气管组件，其特征在于，所述排气集管(3)包括管体(31)和补偿件(32)，多个所述管体(31)同轴设置，所述排气支管(4)与所述管体(31)连通，相邻两个所述管体(31)通过所述补偿件(32)可拆卸连接，所述补偿件(32)抵靠于所述安装腔(11)内壁，使所述管体(31)与所述安装腔(11)内壁围设形成所述气体夹层(14)。

3.根据权利要求2所述的排气管组件，其特征在于，所述管体(31)的内径尺寸是所述冷却腔(12)径向厚度尺寸的2.8-4.3倍，是所述气体夹层(14)厚度的5.7-8.6倍。

4.根据权利要求2所述的排气管组件，其特征在于，所述补偿件(32)呈环型，其上设置有凹槽，所述凹槽槽口朝向于所述管体(31)的轴线方向，相邻两个所述管体(31)中一个所述管体(31)的端口处设置有环凸，所述环凸卡合于所述凹槽内，另一所述管体(31)外壁与所述补偿件(32)内壁相抵，所述补偿件(32)的外壁抵靠于所述安装腔(11)。

5.根据权利要求4所述的排气管组件，其特征在于，所述补偿件(32)上均布有孔隙，所述管体(31)内的部分气体能够通过所述孔隙流入至所述气体夹层(14)中。

6.根据权利要求1所述的排气管组件，其特征在于，所述高温集管(1)上还设置有多个与所述冷却腔(12)连通的清洁口(15)。

7.根据权利要求6所述的排气管组件，其特征在于，所述清洁口(15)处设置有闷塞，所述闷塞封堵所述清洁口(15)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的排气管组件，其特征在于，所述高温集管(1)的端部设置有安装部，通过连接件能够将相邻两个所述高温集管(1)的所述安装部连接。

9.根据权利要求1-7任一项所述的排气管组件，其特征在于，所述高温支管(2)上设置有多个螺纹孔。

10.根据权利要求1-7任一项所述的排气管组件，其特征在于，所述高温支管(2)并排设置有多个，每个所述高温支管(2)中设置有一个所述排气支管(4)。

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